WO2025211191A1 - 弾性波装置および弾性波フィルタ - Google Patents

弾性波装置および弾性波フィルタ

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WO2025211191A1
WO2025211191A1 PCT/JP2025/011381 JP2025011381W WO2025211191A1 WO 2025211191 A1 WO2025211191 A1 WO 2025211191A1 JP 2025011381 W JP2025011381 W JP 2025011381W WO 2025211191 A1 WO2025211191 A1 WO 2025211191A1
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WO
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layer
wave device
piezoelectric
acoustic
acoustic velocity
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PCT/JP2025/011381
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English (en)
French (fr)
Inventor
克也 大門
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves

Definitions

  • an acoustic wave device comprises a support substrate, a piezoelectric substrate bonded to the support substrate, and an IDT electrode disposed on the piezoelectric substrate, wherein the piezoelectric substrate includes a piezoelectric layer made of lithium niobate, and where T is the film thickness of the IDT electrode and P is the electrode finger pitch of the IDT electrode, T/P is less than 0.1.
  • an acoustic wave filter includes the acoustic wave device described above, and has a passband that includes the frequencies of odd-order harmonics of the acoustic wave device.
  • FIG. 1 is a plan view and a cross-sectional view of an elastic wave device according to an embodiment.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of an elastic wave device according to a first modification of the embodiment.
  • FIG. 2B is a graph illustrating the resonance characteristics of the elastic wave device in accordance with the first modification of the embodiment.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of an elastic wave device according to a second modification of the embodiment.
  • FIG. 3B is a graph illustrating the resonance characteristics of the elastic wave devices according to the first and second modifications of the embodiment.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view of an elastic wave device according to a third modification of the embodiment.
  • FIG. 4B is a graph showing the relationship between the electrode finger duty and the impedance ratio of the acoustic wave device.
  • FIG. 4C is a graph showing the relationship between the normalized film thickness and the impedance ratio of an acoustic wave device.
  • each figure is a schematic diagram in which emphasis, omissions, or adjustments to proportions have been made as appropriate to illustrate the present invention, and is not necessarily an exact illustration, and may differ from the actual shape, positional relationship, and proportions.
  • the same reference numerals are used to designate substantially identical components, and redundant explanations may be omitted or simplified.
  • connection between A and B means connected to both A and B between A and B.
  • the passband of an acoustic wave device or acoustic wave filter is defined as the frequency band between two frequencies that are 3 dB higher than the minimum insertion loss value within that passband.
  • the resonant frequency and anti-resonant frequency are derived, for example, by contacting RF probes with the two input and output electrodes of the elastic wave device when the elastic wave device is not connected to other circuit elements, and measuring the reflection characteristics (impedance characteristics) using a network analyzer or the like.
  • the term "major component of a material” refers to a component that accounts for more than 50% by weight of the material.
  • the major component may be in any of the following states: single crystal, polycrystalline, or amorphous, or a mixture of these.
  • piezoelectric layer 310 contains lithium niobate
  • the electromechanical coupling coefficient k2 of acoustic wave device 1 can be increased, thereby enabling a wideband, low-loss acoustic wave filter to be formed using acoustic wave device 1.
  • piezoelectric layer 310 has the above-described film thickness range and second Euler angle range, it becomes possible to efficiently excite third-order harmonics.
  • the support substrate 320 is disposed on the other principal surface of the piezoelectric layer 310 and is a substrate that supports the piezoelectric layer 310, the IDT electrode 10, and the reflective electrode 20.
  • the support substrate 320 functions as a high acoustic velocity layer in which the acoustic velocity of the bulk waves propagating through it is faster than that of the bulk waves propagating through the piezoelectric layer 310. This makes it possible to prevent the elastic waves propagating through the piezoelectric layer 310 from leaking toward the support substrate 320. Note that the support substrate 320 does not have to be a high acoustic velocity layer.
  • Support substrate 320 is made of, for example, a non-oxide material, such as silicon (Si), silicon carbide (SiC), or a material containing these materials as its main component. Silicon and silicon carbide have high thermal conductivity, so using these materials for support substrate 320 can improve the heat dissipation properties of acoustic wave device 1.
  • a non-oxide material such as silicon (Si), silicon carbide (SiC), or a material containing these materials as its main component.
  • Silicon and silicon carbide have high thermal conductivity, so using these materials for support substrate 320 can improve the heat dissipation properties of acoustic wave device 1.
  • the IDT electrode 10 has electrode fingers 11a and 11b and busbar electrodes 12a and 12b.
  • the busbar electrode 12a is arranged so as to connect one ends of the multiple electrode fingers 11a to each other.
  • the busbar electrode 12a extends in a direction (x-axis direction) intersecting the extension direction of the multiple electrode fingers 11a (y-axis direction in Figure 1).
  • the busbar electrode 12b is arranged so as to connect one ends of the multiple electrode fingers 11b to each other.
  • the busbar electrode 12b extends in a direction (x-axis direction) intersecting the extension direction of the multiple electrode fingers 11b (y-axis direction in Figure 1).
  • the busbar electrode 12a and the busbar electrode 12b are arranged opposite each other, with the multiple electrode fingers 11a and the multiple electrode fingers 11b sandwiched between them.
  • the other ends of the multiple electrode fingers 11a face the busbar electrode 12b, and the other ends of the multiple electrode fingers 11b face the busbar electrode 12a.
  • the reflective electrodes 20 are arranged on both sides of the IDT electrode 10 so as to be adjacent to the IDT electrode 10 in a direction perpendicular to the extension direction of the electrode fingers 11a and 11b (the x-axis direction).
  • the reflective electrodes 20 confine a predetermined acoustic wave signal excited by the IDT electrode 10 within the IDT electrode 10. Note that the acoustic wave device 1 does not necessarily have to include the reflective electrodes 20.
  • the IDT electrode 10 and the reflective electrode 20 have, for example, a laminated structure of multiple metal layers.
  • the IDT electrode 10 and the reflective electrode 20 each have, in order from the piezoelectric layer 310 side, a first metal layer, a second metal layer, and a third metal layer.
  • the first metal layer is made of, for example, titanium (Ti)
  • the second metal layer is made of, for example, aluminum (Al)
  • the third metal layer is made of, for example, titanium (Ti).
  • the first metal layer can be made of, for example, titanium or a material containing titanium as its main component
  • the second metal layer can be made of, for example, aluminum or a material containing aluminum as its main component
  • the third metal layer can be made of, for example, titanium or a material containing titanium as its main component.
  • the electrode finger pitch P of the IDT electrode 10 is determined by the repetition period of the electrode fingers 11a and 11b.
  • the electrode finger pitch P is defined as (L + S), where L is the line width of the electrode fingers 11a and 11b, and S is the space width between adjacent electrode fingers 11a and 11b.
  • the electrode finger duty D of the IDT electrode 10 is the line width occupancy rate of the electrode fingers 11a and 11b, and is the ratio of the line width L to the sum of the line width L and the space width S, and is defined as L/(L+S). Furthermore, the film thickness of the IDT electrode 10 is T.
  • the electrode finger pitch P of the IDT electrode 10 is defined as the average electrode finger pitch P AVE of the IDT electrode 10.
  • the average electrode finger pitch P AVE of the IDT electrode 10 is defined as Di/(Ni-1), where Ni is the total number of electrode fingers 11 a, 11 b included in the IDT electrode 10, and Di is the center-to-center distance between the electrode finger located at one end of the IDT electrode 10 and the electrode finger located at the other end in the acoustic wave propagation direction.
  • electrode finger duty D of IDT electrode 10 is defined by an average electrode finger duty D AVE of IDT electrode 10.
  • the average electrode finger duty D AVE of IDT electrode 10 is defined as L ALL /(L ALL +S ALL ), where Ni is the total number of electrode fingers 11 a, 11 b included in IDT electrode 10, L ALL is the total line width obtained by adding the line widths L of (Ni ⁇ 1) electrode fingers, and S ALL is the total space width obtained by adding the space widths S of ( Ni ⁇ 1 ) electrode fingers included in IDT electrode 10 .
  • the electrode finger pitch P and electrode finger duty D of the IDT electrode 10 can be measured by using a scanning electron microscope (SEM), scanning transmission electron microscope (STEM), or transmission electron microscope (TEM) to view the main surface of the piezoelectric substrate on which the IDT electrode 10 is formed in a plan view and/or to view a cross section perpendicular to the extension direction of the electrode fingers 11a and 11b, thereby measuring the line width L and space width S.
  • SEM scanning electron microscope
  • STEM scanning transmission electron microscope
  • TEM transmission electron microscope
  • the normalized thickness (T/P) defined by the thickness T of the IDT electrode 10 and the electrode finger pitch P is less than 0.1.
  • the wavelength of the third harmonic is one-third of the wavelength of the fundamental wave
  • the third harmonic will be absorbed by the IDT electrode 10, reducing the electric flux density of the third harmonic within the piezoelectric layer 310.
  • the normalized film thickness (T/P) is set to less than 0.1, the third harmonic will be more easily propagated through the piezoelectric layer 310, making it possible to increase the electric flux density and excitation strength of the third harmonic within the piezoelectric layer 310.
  • acoustic wave device 1 and acoustic wave filters using it can be made to have a wide bandwidth, and by having a normalized film thickness (T/P) of less than 0.1, odd-order (third-order) harmonics can be efficiently utilized, allowing acoustic wave device 1 and acoustic wave filters using it to have a higher frequency.
  • T/P normalized film thickness
  • elastic wave device 1 piezoelectric layer 310 is bonded to support substrate 320 without a low acoustic velocity layer. Therefore, the absence of a low acoustic velocity layer limits the excitation of the fundamental wave, which has a longer wavelength than the third harmonic, and the electric flux density of the fundamental wave is reduced. On the other hand, since the third harmonic has difficulty reaching below piezoelectric layer 310, the electric flux density of the third harmonic does not decrease even without a low acoustic velocity layer. As a result, elastic wave device 1 can reduce the excitation intensity of the fundamental wave while maintaining the excitation intensity of the third harmonic.
  • the electrode finger duty D of the IDT electrode 10 is 0.65 or more and 0.9 or less.
  • the electrode finger duty D is 0.65 or more, third harmonics, which have shorter wavelengths than the fundamental wave, are more likely to couple between adjacent electrode fingers, making it possible to increase the excitation strength of the third harmonics.
  • the electrode finger duty D is 0.9 or less, the spacing between the electrode fingers of the IDT electrode 10 can be created with high precision during the manufacturing process of the elastic wave device 1.
  • an adhesion layer having a lower Young's modulus than the support substrate 320 and the piezoelectric layer 310 may be disposed between the support substrate 320 and the piezoelectric layer 310.
  • the adhesion layer may be made of, for example, silicon oxide (SiOx: e.g., silicon dioxide) or a material containing silicon oxide as its main component.
  • the thickness of the adhesion layer is 50 nm or less.
  • the piezoelectric layer 310 has an IDT electrode 10 and a reflective electrode 20 arranged on one main surface.
  • the piezoelectric layer 310 can be made of, for example, lithium niobate or a material containing lithium niobate as its main component.
  • the second Euler angle of the piezoelectric layer 310 is, for example, 20° or greater and 40° or less (30° ⁇ 10°).
  • the low acoustic velocity layer 330 is disposed between the piezoelectric layer 310 and the high acoustic velocity layer 340, and is a layer in which the acoustic velocity of the propagating bulk waves is slower than that of the bulk waves propagating in the piezoelectric layer 310.
  • the low acoustic velocity layer 330 can be made of, for example, silicon oxide (e.g., silicon dioxide) or a material containing silicon oxide as its main component.
  • the third-harmonic resonant ratio band (the frequency difference between the antiresonant frequency and the resonant frequency divided by the center frequency of the antiresonant frequency and the resonant frequency) is 3.9%. Furthermore, the third-harmonic impedance ratio (the ratio of the impedance at antiresonant frequency fa3 to the impedance at resonant frequency fr3) is 80 dB or greater.
  • an energy trapping layer and a piezoelectric layer 310 may be stacked in this order from the support substrate 320 side.
  • the high acoustic velocity layer is a film in which the acoustic velocity of bulk waves in the high acoustic velocity layer is faster than the acoustic velocity of acoustic waves propagating through the piezoelectric layer.
  • the support substrate may also be the high acoustic velocity layer.
  • the energy trapping layer may also be an acoustic impedance layer having a configuration in which low acoustic impedance layers with a relatively low acoustic impedance and high acoustic impedance layers with a relatively high acoustic impedance are alternately stacked.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of elastic wave device 1B according to Modification 2 of the embodiment.
  • elastic wave device 1B includes support substrate 320, piezoelectric layer 310, low acoustic velocity layer 330, high acoustic velocity layer 340, metal layer 350, oxide layer 360, IDT electrode 10, reflective electrode 20, and dielectric film 40.
  • Elastic wave device 1B according to this modification differs from elastic wave device 1A according to Modification 1 in that it includes metal layer 350 and oxide layer 360. Therefore, the following description of elastic wave device 1B according to this modification will omit the same components as elastic wave device 1A according to Modification 1 and will focus on the different components.
  • the high acoustic velocity layer 340 is disposed between the piezoelectric layer 310 and the support substrate 320, and is a layer through which the acoustic velocity of the propagating bulk waves is faster than that of the bulk waves propagating through the piezoelectric layer 310.
  • the high acoustic velocity layer 340 can be made of, for example, silicon nitride or a material containing silicon nitride as its main component.
  • the low acoustic velocity layer 330 is disposed between the piezoelectric layer 310 and the high acoustic velocity layer 340, and is a layer in which the acoustic velocity of the propagating bulk waves is slower than that of the bulk waves propagating in the piezoelectric layer 310.
  • the low acoustic velocity layer 330 can be made of, for example, silicon oxide (e.g., silicon dioxide) or a material containing silicon oxide as its main component.
  • Metal layer 350 is disposed between low acoustic velocity layer 330 and high acoustic velocity layer 340.
  • Metal layer 350 is made of, for example, aluminum (Al).
  • Al aluminum
  • metal layer 350 can be made of, for example, aluminum or a material containing aluminum as its main component.
  • Oxide layer 360 is disposed between metal layer 350 and high acoustic velocity layer 340.
  • Oxide layer 360 may be made of, for example, silicon oxide (e.g., silicon dioxide) or a material containing silicon oxide as its main component. Note that oxide layer 360 does not necessarily have to be included in acoustic wave device 1B.
  • the piezoelectric layer 310, the low acoustic velocity layer 330, the high acoustic velocity layer 340, the metal layer 350, and the oxide layer 360 constitute the piezoelectric substrate 30B.
  • the acoustic wave device 1B has a layered structure in which, from the negative z-axis direction, a support substrate 320, a high acoustic velocity layer 340, an oxide layer 360, a metal layer 350, a low acoustic velocity layer 330, a piezoelectric layer 310, and an IDT electrode 10 are arranged in this order.
  • the above-described layered structure of piezoelectric substrate 30B makes it possible to significantly increase the Q value at the resonant frequency and anti-resonant frequency compared to conventional structures that use a single layer of piezoelectric substrate.
  • an acoustic wave resonator with a high Q value can be constructed, and this acoustic wave resonator can be used to construct an acoustic wave filter with low insertion loss.
  • FIG. 3B is a graph showing the resonance characteristics of elastic wave device 1A according to Modification 1 and elastic wave device 1B according to Modification 2 of the embodiment. Table 2 shows the parameters of elastic wave device 1B.
  • Table 2 shows that the normalized film thickness (T/P) is 0.046, which satisfies (T/P) ⁇ 0.1.
  • elastic wave device 1B has a fundamental resonant frequency fr1, a third-harmonic resonant frequency fr3, and a fifth-harmonic resonant frequency fr5, all of which provide minimum impedance values, and an anti-resonant frequency fa1, a third-harmonic anti-resonant frequency fa3, and a fifth-harmonic anti-resonant frequency fa5, all of which provide maximum impedance values.
  • Elastic wave device 1B's resonant frequency fr3 and anti-resonant frequency fa3 are 4 GHz or higher, and the impedance ratio of the third harmonic is 75 dB or higher. Note that in FIG. 3B , the film thicknesses of the layers constituting elastic wave device 1A are different from those listed in Table 1 in order to match the fundamental, third-harmonic, and fifth-harmonic frequencies of elastic wave device 1A and elastic wave device 1B.
  • IDT electrode 10 has a normalized film thickness (T/P) of 0.046 and an electrode finger duty D of 0.8. This increases the electric flux density and excitation intensity of the third harmonic within piezoelectric layer 310, resulting in an elastic wave resonator with a large impedance ratio and a large resonance ratio band for third harmonics of 4 GHz and above. This makes it possible to provide an elastic wave device 1B with higher frequencies and a wider band.
  • the impedance ratio of the third harmonic is greater than the impedance ratio of the fundamental wave.
  • metal layer 350 restricts the excitation of the fundamental wave, thereby reducing the electric flux density of the fundamental wave.
  • the third harmonic has difficulty reaching below low acoustic velocity layer 330, the presence of metal layer 350 does not affect the propagation of the third harmonic, and the electric flux density of the third harmonic does not decrease.
  • the excitation intensity of the fundamental wave is reduced while maintaining the excitation intensity of the third harmonic. Therefore, an elastic wave filter using elastic wave device 1B can achieve low loss in the pass band and high attenuation in the attenuation band.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view of an elastic wave device 1C according to a third variation of the embodiment.
  • the elastic wave device 1C includes a support substrate 320, a piezoelectric layer 310, a high acoustic velocity layer 340, an oxide layer 360, a non-oxide layer 370, an IDT electrode 10, a reflecting electrode 20, and a dielectric film 40.
  • the elastic wave device 1C according to this variation differs from the elastic wave device 1 according to the embodiment in that the high acoustic velocity layer 340, the oxide layer 360, and the non-oxide layer 370 are provided. Therefore, the following description of the elastic wave device 1C according to this variation will omit a description of the same components as those of the elastic wave device 1 according to the embodiment, and will focus on the different components.
  • the piezoelectric layer 310 has an IDT electrode 10 and a reflective electrode 20 arranged on one main surface.
  • the piezoelectric layer 310 is made of lithium niobate. That is, the piezoelectric layer 310 can be made of, for example, lithium niobate or a material containing lithium niobate as its main component.
  • the second Euler angle of the piezoelectric layer 310 is, for example, 20° or greater and 40° or less (30° ⁇ 10°).
  • piezoelectric layer 310 contains lithium niobate, the electromechanical coupling coefficient k2 of acoustic wave device 1C can be increased, allowing a wideband, low-loss acoustic wave filter to be formed using acoustic wave device 1C. Furthermore, since piezoelectric layer 310 has the second Euler angle range described above, third-order harmonics can be efficiently excited.
  • the high acoustic velocity layer 340 is disposed between the piezoelectric layer 310 and the support substrate 320, and is a layer through which the acoustic velocity of the bulk waves propagating through it is faster than that of the bulk waves propagating through the piezoelectric layer 310.
  • the high acoustic velocity layer 340 is bonded to the piezoelectric layer 310 without the low acoustic velocity layer 330 interposed therebetween.
  • the high acoustic velocity layer 340 can be made of, for example, silicon nitride or a material containing silicon nitride as its main component.
  • Oxide layer 360 is disposed between high acoustic velocity layer 340 and support substrate 320.
  • Oxide layer 360 may be made of, for example, silicon oxide (e.g., silicon dioxide) or a material containing silicon oxide as its main component. Note that oxide layer 360 does not necessarily have to be included in acoustic wave device 1C.
  • Non-oxide layer 370 is disposed between oxide layer 360 and support substrate 320.
  • Non-oxide layer 370 may be made of, for example, silicon nitride or a material containing silicon nitride as its main component. Note that non-oxide layer 370 does not necessarily have to be included in acoustic wave device 1C.
  • the piezoelectric layer 310, the high acoustic velocity layer 340, the oxide layer 360, and the non-oxide layer 370 constitute the piezoelectric substrate 30C.
  • the support substrate 320 is bonded to the piezoelectric substrate 30C and supports the piezoelectric substrate 30C.
  • the support substrate 320 is, for example, a silicon substrate with a crystal orientation of [111] and a third Euler angle of 73°.
  • the acoustic wave device 1C has a layered structure in which, from the negative z-axis direction, a support substrate 320, a non-oxide layer 370, an oxide layer 360, a high acoustic velocity layer 340, a piezoelectric layer 310, and an IDT electrode 10 are arranged in this order.
  • the above-described layered structure of piezoelectric substrate 30C makes it possible to significantly increase the Q value at the resonant frequency and anti-resonant frequency compared to conventional structures that use a single layer of piezoelectric substrate.
  • an acoustic wave resonator with a high Q value can be constructed, and this acoustic wave resonator can be used to construct an acoustic wave filter with low insertion loss.
  • Table 3 shows the parameters of the elastic wave device 1C.
  • the normalized film thickness (T/P) is 0.056. Since the wavelength of the third harmonic is one-third of the wavelength of the fundamental wave, if the film thickness T of the IDT electrode 10 is large, the third harmonic will be absorbed by the IDT electrode 10, reducing the electric flux density of the third harmonic within the piezoelectric layer 310. In contrast, by setting the normalized film thickness (T/P) to 0.056, it is possible to increase the electric flux density and excitation strength of the third harmonic within the piezoelectric layer 310.
  • Figure 4B is a graph showing the relationship between the electrode finger duty D and the impedance ratio of the third harmonic for an elastic wave device.
  • Figure 4B also shows the relationship between the electrode finger duty D and the impedance ratio of the third harmonic for an elastic wave device having the parameters shown in Table 3, excluding the electrode finger duty D.
  • the impedance ratio of the third harmonic increases as the electrode finger duty D increases. This shows that in elastic wave device 1C, the impedance ratio of the third harmonic is 40 dB or greater when the electrode finger duty D is 0.65 or greater. Furthermore, it shows that in elastic wave device 1C, the impedance ratio of the third harmonic is 60 dB or greater when the electrode finger duty D is 0.70 or greater.
  • FIG. 4C is a graph showing the relationship between the normalized thickness (T/P) of an elastic wave device and the impedance ratio of the third harmonic.
  • FIG. 4C shows the relationship between the normalized thickness (T/P) and the impedance ratio of the third harmonic for elastic wave devices having the parameters shown in Table 3, excluding the thickness T of IDT electrode 10.
  • the impedance ratio of the third harmonic increases as the normalized thickness (T/P) decreases.
  • the impedance ratio of the third harmonic is 40 dB or greater when the normalized thickness (T/P) is less than 0.1.
  • the impedance ratio of the third harmonic is 60 dB or greater when the normalized thickness (T/P) is less than 0.07.
  • piezoelectric layer 310 from lithium niobate and having a normalized film thickness (T/P) of less than 0.1, it is possible to provide acoustic wave device 1C with a higher frequency and a wider bandwidth, and an acoustic wave filter using acoustic wave device 1C.
  • T/P normalized film thickness
  • piezoelectric layer 310 be made of lithium niobate and have a normalized film thickness (T/P) of less than 0.07. This makes it possible to provide an acoustic wave device with higher frequencies and wider bandwidths, and an acoustic wave filter using an acoustic wave device.
  • piezoelectric layer 310 is joined to high acoustic velocity layer 340 without a low acoustic velocity layer. Therefore, the absence of a low acoustic velocity layer limits the excitation of the fundamental wave, which has a longer wavelength than the third harmonic, and the electric flux density of the fundamental wave is reduced. On the other hand, since the third harmonic has difficulty reaching below piezoelectric layer 310, the electric flux density of the third harmonic does not decrease even without a low acoustic velocity layer. As a result, elastic wave device 1C can reduce the excitation intensity of the fundamental wave while maintaining the excitation intensity of the third harmonic.
  • electrode finger duty D of IDT electrode 10 is 0.65 or more and 0.90 or less.
  • An electrode finger duty D of 0.65 or more facilitates coupling of third harmonics, which have shorter wavelengths than the fundamental wave, between adjacent electrode fingers, making it possible to increase the excitation strength of the third harmonics.
  • an electrode finger duty D of 0.9 or less allows for precise spacing between the electrode fingers of IDT electrode 10 during the manufacturing process of elastic wave device 1C.
  • the elastic wave device 1 according to the embodiment and the elastic wave devices 1A to 1C according to the variants 1 to 3 comprise a support substrate 320, a piezoelectric substrate bonded to the support substrate 320, and an IDT electrode 10 arranged on the piezoelectric substrate, and the piezoelectric substrate includes a piezoelectric layer 310 made of lithium niobate.
  • T/P is less than 0.1.
  • the electrode finger duty D of IDT electrode 10 is 0.65 or more and 0.90 or less.
  • support substrate 320 is made of a non-oxide material.
  • the acoustic velocity of the bulk waves propagating through the support substrate 320 is faster than that of the bulk waves propagating through the piezoelectric layer 310.
  • support substrate 320 includes silicon or silicon carbide.
  • the thickness of piezoelectric layer 310 is 0.05 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less.
  • the second Euler angle of piezoelectric layer 310 is greater than or equal to 20° and less than or equal to 40°.
  • the piezoelectric substrate 30 further includes a high acoustic velocity layer 340 disposed between the piezoelectric layer 310 and the support substrate 320, the high acoustic velocity layer 340 having a bulk wave propagating therethrough at a higher acoustic velocity than the bulk wave propagating through the piezoelectric layer 310, and a low acoustic velocity layer 330 disposed between the piezoelectric layer 310 and the high acoustic velocity layer 340, the low acoustic velocity layer 330 having a bulk wave propagating therethrough at a lower acoustic velocity than the bulk wave propagating through the piezoelectric layer 310.
  • the piezoelectric substrate 30B further includes a metal layer 350 disposed between the low acoustic velocity layer 330 and the high acoustic velocity layer 340.
  • metal layer 350 is made of aluminum.
  • the piezoelectric substrate 30C further includes a high acoustic velocity layer 340 disposed between the piezoelectric layer 310 and the support substrate 320, through which the acoustic velocity of the bulk waves propagating through the piezoelectric layer 310 is faster than that of the bulk waves propagating through the piezoelectric layer 310.
  • piezoelectric layer 310 is joined to high acoustic velocity layer 340 without a low acoustic velocity layer, and the absence of a low acoustic velocity layer limits the excitation of the fundamental wave, which has a longer wavelength than the third harmonic, thereby reducing the electric flux density of the fundamental wave.
  • the third harmonic has difficulty reaching below piezoelectric layer 310, the electric flux density of the third harmonic does not decrease even without a low acoustic velocity layer.
  • elastic wave device 1C can reduce the excitation intensity of the fundamental wave while maintaining the excitation intensity of the third harmonic.
  • the high acoustic velocity layer 340 contains silicon nitride.
  • piezoelectric substrate 30C further includes an adhesion layer disposed between piezoelectric layer 310 and high acoustic velocity layer 340, the adhesion layer having a lower Young's modulus than piezoelectric layer 310 and high acoustic velocity layer 340.
  • the adhesion layer contains silicon oxide and has a thickness of 50 nm or less.
  • the adhesive layer is thin, preventing the piezoelectric layer 310 from peeling off from the high acoustic velocity layer 340 without affecting the propagation characteristics of the fundamental wave and third harmonic wave.
  • an acoustic wave filter includes acoustic wave device 1 and any one of 1A to 1C, and includes in its passband the frequencies of odd-order harmonics of acoustic wave device 1 and any one of 1A to 1C.
  • elastic wave devices 1 and 1A-1C are disclosed that utilize the third harmonic among odd-order harmonics.
  • the elastic wave devices and elastic wave filters according to the present invention are also applicable to elastic wave devices and elastic wave filters that utilize not only the third harmonic but also odd-order harmonics that are located on the higher frequency side than the third harmonic.
  • a support substrate a piezoelectric substrate bonded to the support substrate; an IDT electrode disposed on the piezoelectric substrate, the piezoelectric substrate includes a piezoelectric layer made of lithium niobate;
  • the film thickness of the IDT electrode is T and the electrode finger pitch of the IDT electrode is P,
  • the acoustic wave device has a T/P ratio of less than 0.1.
  • ⁇ 2> The acoustic wave device according to ⁇ 1>, wherein the electrode finger duty of the IDT electrode is equal to or greater than 0.65 and is equal to or less than 0.90.
  • ⁇ 3> The acoustic wave device according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the support substrate is made of a non-oxide material.
  • ⁇ 4> The acoustic wave device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the supporting substrate has a bulk wave propagating therethrough at a sound velocity faster than that of the bulk wave propagating through the piezoelectric layer.
  • ⁇ 5> The acoustic wave device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the support substrate includes silicon or silicon carbide.
  • ⁇ 6> The acoustic wave device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the piezoelectric layer has a thickness of 0.05 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less.
  • ⁇ 7> The acoustic wave device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein the second Euler angle of the piezoelectric layer is equal to or greater than 20° and equal to or less than 40°.
  • the piezoelectric substrate further comprises: The acoustic wave device according to ⁇ 8> or ⁇ 9>, further comprising a metal layer disposed between the low acoustic velocity layer and the high acoustic velocity layer.
  • the piezoelectric substrate further comprises: The elastic wave device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, further comprising: a high acoustic velocity layer disposed between the piezoelectric layer and the support substrate, the high acoustic velocity layer having a bulk wave propagating therethrough at a higher acoustic velocity than the bulk wave propagating through the piezoelectric layer.
  • An acoustic wave device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 15>, An acoustic wave filter having a passband including the frequencies of odd-order harmonics of the acoustic wave device.
  • the present invention can be widely used as an acoustic wave device and acoustic wave filter placed in the front end of communication devices such as mobile phones.

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Abstract

弾性波装置（１）は、支持基板（３２０）と、支持基板（３２０）に接合された圧電性基板と、圧電性基板に配置されたＩＤＴ電極（１０）と、を備え、上記圧電性基板は、ニオブ酸リチウムからなる圧電層（３１０）を含み、ＩＤＴ電極（１０）の膜厚をＴ、ＩＤＴ電極（１０）の電極指ピッチをＰとした場合、Ｔ／Ｐは０．１未満である。

Description

弾性波装置および弾性波フィルタ
　本発明は、弾性波装置および弾性波フィルタに関する。
　特許文献１には、酸化物結晶基板と、当該酸化物結晶基板に接合された圧電体結晶基板と、当該圧電体結晶基板に形成されたＩＤＴ（InterDigital Transducer）電極と、を有する弾性表面波フィルタが開示されている。圧電体結晶基板の厚さ、および、電極指デューティを最適化することで、奇数次高調波を利用した弾性表面波を提供できるとしている。
特開２０２１－１１８３６６号公報
　移動体通信の大容量化に伴い、高周波化および広帯域化された弾性波装置および弾性波フィルタが求められている。
　そこで、本発明は、高周波化および広帯域化された弾性波装置および弾性波フィルタを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る弾性波装置は、支持基板と、支持基板に接合された圧電性基板と、圧電性基板に配置されたＩＤＴ電極と、を備え、圧電性基板は、ニオブ酸リチウムからなる圧電層を含み、ＩＤＴ電極の膜厚をＴ、ＩＤＴ電極の電極指ピッチをＰとした場合、Ｔ／Ｐは０．１未満である。
　また、本発明の一態様に係る弾性波フィルタは、上記記載の弾性波装置を備え、当該弾性波装置の奇数次高調波の周波数を通過帯域に含む。
　本発明によれば、高周波化および広帯域化された弾性波装置および弾性波フィルタを提供することが可能となる。
図１は、実施の形態に係る弾性波装置の平面図および断面図である。 図２Ａは、実施の形態の変形例１に係る弾性波装置の断面図である。 図２Ｂは、実施の形態の変形例１に係る弾性波装置の共振特性を表すグラフである。 図３Ａは、実施の形態の変形例２に係る弾性波装置の断面図である。 図３Ｂは、実施の形態の変形例１および変形例２に係る弾性波装置の共振特性を表すグラフである。 図４Ａは、実施の形態の変形例３に係る弾性波装置の断面図である。 図４Ｂは、弾性波装置の電極指デューティとインピーダンス比との関係を表すグラフである。 図４Ｃは、弾性波装置の規格化膜厚とインピーダンス比との関係を表すグラフである。
　以下、本開示の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。
　なお、各図は、本発明を示すために適宜強調、省略、または比率の調整を行った模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではなく、実際の形状、位置関係、および比率とは異なる場合がある。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡素化される場合がある。
　本開示の回路構成において、「ＡおよびＢの間に接続される」とは、ＡおよびＢの間でＡおよびＢの両方に接続されることを意味する。
　また、「平行」および「垂直」などの要素間の関係性を示す用語、「矩形」などの要素の形状を示す用語、ならびに、数値範囲は、厳格な意味のみを表すのではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の誤差をも含むことを意味する。
　また、本開示において、弾性波装置または弾性波フィルタの通過帯域は、当該通過帯域内における挿入損失の最小値から３ｄＢ大きい２つの周波数間の周波数帯域と定義される。
　また、本開示の弾性波装置の共振特性において、共振周波数および反共振周波数は、例えば、弾性波装置が他の回路素子と接続されていない状態で、弾性波装置の２つの入出力電極にＲＦプローブを接触させ、ネットワークアナライザ等で反射特性（インピーダンス特性）を測定することで導出される。
　また、本開示において、「材料の主成分」とは、当該材料に占める割合が５０重量％を超える成分をいう。上記主成分は、単結晶、多結晶およびアモルファスのうちいずれかの状態、もしくは、これらが混在した状態で存在していてもよい。
　（実施の形態）
　［１　実施の形態に係る弾性波装置１の構成］
　図１は、実施の形態に係る弾性波装置１の平面図および断面図である。同図に示すように、弾性波装置１は、支持基板３２０と、圧電層３１０と、ＩＤＴ電極１０と、反射電極２０と、誘電膜４０と、を備える。なお、図１に示された弾性波装置１は、弾性波装置１を構成する弾性波共振子の典型的な構造を説明するためのものであって、ＩＤＴ電極１０を構成する電極指の本数および長さなどは、これに限定されない。
　図１の（ａ）に示すように、圧電層３１０の一方主面上には、ＩＤＴ電極１０および反射電極２０が配置されている。圧電層３１０は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）からなる。つまり、圧電層３１０は、例えば、ニオブ酸リチウム、またはニオブ酸リチウムを主成分とする材料を用いることができる。本実施の形態では、圧電層３１０は圧電性基板を構成する。
　圧電層３１０の膜厚は、例えば０．０５μｍ以上かつ０．５μｍ以下である。また、圧電層３１０の第２オイラー角は、例えば、２０°以上４０°以下（３０°±１０°）である。言い換えると、圧電層３１０は、（３０±１０）°ＹカットＸ伝搬ＬｉＮｂＯ３圧電結晶体（Ｘ軸を中心軸としてＹ軸から（３０±１０）°回転した軸を法線とする面で切断したニオブ酸リチウム結晶であって、Ｘ軸方向に弾性表面波が伝搬する結晶体）である。
　圧電層３１０がニオブ酸リチウムを含むことにより、弾性波装置１の電気機械結合係数ｋ２を大きくできるので、弾性波装置１を用いて広帯域かつ低損失な弾性波フィルタを形成できる。また、圧電層３１０が上記の膜厚範囲および第２オイラー角範囲であることにより、３次高調波を効率よく励振することが可能となる。
　支持基板３２０は、圧電層３１０の他方主面に配置され、圧電層３１０、ＩＤＴ電極１０および反射電極２０を支持する基板である。支持基板３２０は、圧電層３１０を伝搬するバルク波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速である高音速層として機能する。これによれば、圧電層３１０を伝搬する弾性波が支持基板３２０側へ漏洩することを抑制できる。なお、支持基板３２０は高音速層でなくてもよい。
　支持基板３２０は、例えば、非酸化物材料からなり、シリコン（Ｓｉ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、または、これらの材料を主成分とする材料を用いることができる。シリコンおよび炭化シリコンは熱伝導性が高いので、支持基板３２０としてこれらの材料を用いることにより、弾性波装置１の放熱性を高めることができる。
　誘電膜４０は、ＩＤＴ電極１０、反射電極２０を覆うように形成されている。誘電膜４０は、ＩＤＴ電極１０および反射電極２０を外部環境から保護する、周波数温度特性を調整する、ならびに、耐湿性を高めるなどを目的とする層であり、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を主成分とする。なお、誘電膜４０は、弾性波装置１に含まれなくてもよい。
　次に、ＩＤＴ電極１０および反射電極２０の構成について説明する。
　ＩＤＴ電極１０は、図１の（ａ）に示すように、電極指１１ａおよび１１ｂと、バスバー電極１２ａおよび１２ｂと、を有する。
　複数の電極指１１ａは互いに平行に配置される。複数の電極指１１ｂは互いに平行に配置される。複数の電極指１１ａと複数の電極指１１ｂとは、互いに間挿し合うように平行に配置される。
　バスバー電極１２ａは複数の電極指１１ａの一方端同士を接続するよう配置される。バスバー電極１２ａは複数の電極指１１ａの延伸方向（図１のｙ軸方向）と交差する方向（ｘ軸方向）に延在している。バスバー電極１２ｂは複数の電極指１１ｂの一方端同士を接続するよう配置される。バスバー電極１２ｂは複数の電極指１１ｂの延伸方向（図１のｙ軸方向）と交差する方向（ｘ軸方向）に延在している。バスバー電極１２ａとバスバー電極１２ｂとは、複数の電極指１１ａおよび複数の電極指１１ｂを挟んで対向配置されている。複数の電極指１１ａの他方端はバスバー電極１２ｂと対向し、複数の電極指１１ｂの他方端はバスバー電極１２ａと対向している。
　反射電極２０は、電極指１１ａおよび１１ｂの延伸方向に垂直な方向（ｘ軸方向）に、ＩＤＴ電極１０と隣り合うようにＩＤＴ電極１０の両側に配置される。反射電極２０は、ＩＤＴ電極１０で励振される所定の弾性波信号をＩＤＴ電極１０内に閉じ込める。なお、弾性波装置１は反射電極２０を含まなくてもよい。
　ＩＤＴ電極１０および反射電極２０は、図１の（ｂ）に示すように、例えば、複数の金属層の積層構造となっている。本実施の形態では、ＩＤＴ電極１０および反射電極２０のそれぞれは、圧電層３１０側から順に、第１金属層、第２金属層および第３金属層を有する。第１金属層は、例えばチタン（Ｔｉ）からなり、第２金属層は、例えばアルミニウム（Ａｌ）からなり、第３金属層は、例えばチタン（Ｔｉ）からなる。つまり、第１金属層は、例えばチタン、またはチタンを主成分とする材料を用いることができ、第２金属層は、例えばアルミニウム、またはアルミニウムを主成分とする材料を用いることができ、第３金属層は、例えばチタン、またはチタンを主成分とする材料を用いることができる。
　ここで、ＩＤＴ電極１０の電極パラメータについて説明する。
　ＩＤＴ電極１０の電極指ピッチＰは、電極指１１ａおよび１１ｂの繰り返し周期で規定される。言い換えると、電極指ピッチＰは、電極指１１ａおよび１１ｂのライン幅をＬとし、隣り合う電極指１１ａと電極指１１ｂとの間のスペース幅をＳとした場合、（Ｌ＋Ｓ）で定義される。
　ＩＤＴ電極１０の電極指デューティＤは、電極指１１ａおよび１１ｂのライン幅占有率であり、ライン幅Ｌおよびスペース幅Ｓの加算値に対する当該ライン幅Ｌの割合であり、Ｌ／（Ｌ＋Ｓ）で定義される。また、ＩＤＴ電極１０の膜厚をＴとしている。
　なお、ＩＤＴ電極１０において、隣り合う電極指間の間隔が一定でない場合には、ＩＤＴ電極１０の電極指ピッチＰは、ＩＤＴ電極１０の平均電極指ピッチＰＡＶＥで定義される。ＩＤＴ電極１０の平均電極指ピッチＰＡＶＥは、ＩＤＴ電極１０に含まれる電極指１１ａ、１１ｂの総本数をＮｉ本とし、ＩＤＴ電極１０の、弾性波伝搬方向における一方端に位置する電極指と他方端に位置する電極指との中心間距離をＤｉとすると、Ｄｉ／（Ｎｉ－１）と定義される。
　また、ＩＤＴ電極１０において、電極指デューティＤが一定でない場合には、ＩＤＴ電極１０の電極指デューティＤは、ＩＤＴ電極１０の平均電極指デューティＤＡＶＥで定義される。ＩＤＴ電極１０の平均電極指デューティＤＡＶＥは、ＩＤＴ電極１０に含まれる電極指１１ａ、１１ｂの総本数をＮｉ本とし、（Ｎｉ－１）本の電極指のライン幅Ｌを加算した合計ライン幅をＬＡＬＬとし、ＩＤＴ電極１０に含まれる（Ｎｉ－１）個のスペース幅Ｓを加算した合計スペース幅をＳＡＬＬとした場合、ＬＡＬＬ／（ＬＡＬＬ＋ＳＡＬＬ）で定義される。
　なお、ＩＤＴ電極１０の電極指ピッチＰおよび電極指デューティＤは、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning electron microscope）、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ：Scanning transmission electron microscope）、または透過電子顕微鏡（ＴＥＭ：transmission electron microscope）を用いて、ＩＤＴ電極１０が形成された圧電性基板の主面を平面視する、および／または、電極指１１ａおよび１１ｂの延伸方向に垂直な方向の切断面を断面視することで、ライン幅Ｌおよびスペース幅Ｓを測長することにより計測できる。
　ここで、本実施の形態に係る弾性波装置１において、ＩＤＴ電極１０の膜厚Ｔおよび電極指ピッチＰにより規定される規格化膜厚（Ｔ／Ｐ）は０．１未満である。
　３次高調波の波長は基本波の波長の１／３であるため、ＩＤＴ電極１０の膜厚Ｔが大きいと、３次高調波がＩＤＴ電極１０で吸収されて、圧電層３１０内における３次高調波の電束密度が低下してしまう。これに対して、規格化膜厚（Ｔ／Ｐ）を０．１未満とすることで３次高調波が圧電層３１０を伝搬し易くなり、圧電層３１０内における３次高調波の電束密度および励振強度を高めることが可能となる。
　つまり、圧電層３１０がニオブ酸リチウムからなることで弾性波装置１およびそれを用いた弾性波フィルタを広帯域化でき、かつ、規格化膜厚（Ｔ／Ｐ）が０．１未満であることで奇数次（３次）高調波を効率的に利用できるので、弾性波装置１およびそれを用いた弾性波フィルタを高周波化できる。
　また、弾性波装置１では、圧電層３１０は、低音速層を介さずに支持基板３２０と接合されているので、低音速層が配置されていないことで３次高調波よりも長波長である基本波の励振が制限され基本波の電束密度が低くなる。一方、３次高調波は圧電層３１０の下方までは到達しにくいので、低音速層がなくても３次高調波の電束密度は低くならない。これにより、弾性波装置１では、３次高調波の励振強度を維持しつつ基本波の励振強度を低減できる。
　また、本実施の形態に係る弾性波装置１において、ＩＤＴ電極１０の電極指デューティＤは０．６５以上かつ０．９以下である。電極指デューティＤが０．６５以上であることにより、隣り合う電極指間で基本波よりも短波長の３次高調波が結合し易くなり３次高調波の励振強度を高めることが可能となる。また、電極指デューティＤが０．９以下であることにより、弾性波装置１の製造工程において、ＩＤＴ電極１０の電極指間のスペースを精度よく作製できる。
　なお、本実施の形態に係る弾性波装置１において、支持基板３２０と圧電層３１０との間に、支持基板３２０および圧電層３１０よりもヤング率の低い密着層が配置されてもよい。密着層は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯｘ：例えば二酸化ケイ素）、または酸化シリコンを主成分とする材料を用いることができる。密着層の厚さは５０ｎｍ以下である。
　支持基板３２０が高音速層としての機能を有する場合には、支持基板３２０は硬いため、圧電層３１０と接合されると、熱履歴などにより圧電層３１０に強い応力がかかり支持基板３２０から圧電層３１０が剥がれるおそれがある。これに対して、上記密着層が配置されることにより、圧電層３１０が支持基板３２０から剥がれることを回避できる。
　［２　変形例１に係る弾性波装置１Ａの構成］
　次に、実施の形態の変形例１に係る弾性波装置１Ａの構成について説明する。
　図２Ａは、実施の形態の変形例１に係る弾性波装置１Ａの断面図である。同図に示すように、弾性波装置１Ａは、支持基板３２０と、圧電層３１０と、低音速層３３０と、高音速層３４０と、ＩＤＴ電極１０と、反射電極２０と、誘電膜４０と、を備える。本変形例に係る弾性波装置１Ａは、実施の形態に係る弾性波装置１と比較して、低音速層３３０および高音速層３４０を備える点が異なる。よって以下では、本変形例に係る弾性波装置１Ａについて、実施の形態に係る弾性波装置１と同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
　圧電層３１０は、その一方主面上にＩＤＴ電極１０および反射電極２０が配置される。圧電層３１０は、例えば、ニオブ酸リチウム、またはニオブ酸リチウムを主成分とする材料を用いることができる。圧電層３１０の第２オイラー角は、例えば、２０°以上４０°以下（３０°±１０°）である。
　高音速層３４０は、圧電層３１０と支持基板３２０との間に配置され、圧電層３１０を伝搬するバルク波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速となる層である。高音速層３４０は、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、または窒化シリコンを主成分とする材料を用いることができる。
　また、高音速層３４０の材料としては、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、ジルコニア、コージライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、スピネル、サイアロンなどのセラミック、酸化アルミニウム、酸窒化シリコン、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、ダイヤモンドなどの誘電体、または上記材料を主成分とする材料を用いることもできる。なお、上記スピネルには、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎなどから選ばれる１以上の元素と酸素とを含有するアルミニウム化合物が含まれる。上記スピネルの例としては、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＦｅＡｌ２Ｏ４、ＺｎＡｌ２Ｏ４、ＭｎＡｌ２Ｏ４を挙げることができる。
　低音速層３３０は、圧電層３１０と高音速層３４０との間に配置され、圧電層３１０を伝搬するバルク波よりも、伝搬するバルク波の音速が低速となる層である。低音速層３３０は、例えば、酸化シリコン（例えば二酸化ケイ素）、または酸化シリコンを主成分とする材料を用いることができる。
　また、低音速層３３０の材料としては、例えば、ガラス、酸化シリコン、酸窒化シリコン、酸化リチウム、酸化タンタル、もしくは酸化ケイ素にフッ素、炭素やホウ素を加えた化合物などの誘電体、または上記材料を主成分とする材料を用いることもできる。
　圧電層３１０、低音速層３３０および高音速層３４０は、圧電性基板３０を構成する。
　支持基板３２０は、圧電性基板３０に接合され、圧電性基板３０を支持する基板である。支持基板３２０は、例えば、結晶方位が［１１１］であって第３オイラー角が７３°であるシリコン基板である。
　つまり、弾性波装置１Ａは、ｚ軸負方向側から、支持基板３２０、高音速層３４０、低音速層３３０、圧電層３１０、およびＩＤＴ電極１０の順に配置された積層構造を有する。
　圧電性基板３０の上記積層構造によれば、圧電基板を単層で使用している従来の構造と比較して、共振周波数および反共振周波数におけるＱ値を大幅に高めることが可能となる。すなわち、Ｑ値が高い弾性波共振子を構成し得るので、当該弾性波共振子を用いて挿入損失が小さい弾性波フィルタを構成することが可能となる。
　図２Ｂは、実施の形態の変形例１に係る弾性波装置１Ａの共振特性を表すグラフである。また、表１に弾性波装置１Ａの各パラメータを示す。
　表１より、規格化膜厚（Ｔ／Ｐ）は０．０６６であり、（Ｔ／Ｐ）＜０．１を満たしている。図２Ｂに示すように、弾性波装置１Ａは、インピーダンスが極小値となる基本波の共振周波数ｆｒ１、３次高調波の共振周波数ｆｒ３、および５次高調波の共振周波数ｆｒ５を有し、インピーダンスが極大値となる基本波の反共振周波数ｆａ１、３次高調波の反共振周波数ｆａ３、および５次高調波の反共振周波数ｆａ５を有する。３次高調波の共振周波数ｆｒ３は３２８０ＭＨｚであり、反共振周波数ｆａ３は３４１０ＭＨｚであり、３次高調波の共振比帯域（反共振周波数と共振周波数との周波数差を反共振周波数および共振周波数の中心周波数で除した値）は３．９％である。また、３次高調波のインピーダンス比（反共振周波数ｆａ３のインピーダンスと共振周波数ｆｒ３のインピーダンスとの比）は８０ｄＢ以上となっている。
　本変形例に係る弾性波装置１Ａは、ＩＤＴ電極１０の規格化膜厚（Ｔ／Ｐ）が０．０６６であり、電極指デューティＤが０．８であることにより、圧電層３１０内における３次高調波の電束密度および励振強度が高められることで、３ＧＨｚ以上の３次高調波において、大きなインピーダンス比および大きな共振比帯域を有する弾性波共振子となっている。よって、高周波化および広帯域化された弾性波装置１Ａおよび弾性波装置１Ａを用いた弾性波フィルタを提供することが可能となる。
　なお、本変形例に係る弾性波装置１Ａにおいて、圧電性基板３０に替わって、エネルギー閉じ込め層および圧電層３１０が、支持基板３２０側からこの順で積層された構造を有していてもよい。
　エネルギー閉じ込め層は１層または複数の層からなり、その少なくとも１つの層を伝搬するバルク弾性波の速度は、圧電層近傍を伝搬する弾性波の速度よりも大きい。例えば、エネルギー閉じ込め層は、低音速層と、高音速層との積層構造となっていてもよい。低音速層は、圧電層を伝搬する弾性波の音速よりも、低音速層中のバルク波の音速が低速となる膜である。高音速層は、圧電層を伝搬する弾性波の音速よりも、高音速層中のバルク波の音速が高速となる膜である。なお、支持基板を高音速層としてもよい。
　また、エネルギー閉じ込め層は、音響インピーダンスが相対的に低い低音響インピーダンス層と、音響インピーダンスが相対的に高い高音響インピーダンス層とが、交互に積層された構成を有する音響インピーダンス層であってもよい。
　［３　変形例２に係る弾性波装置１Ｂの構成］
　次に、実施の形態の変形例２に係る弾性波装置１Ｂの構成について説明する。
　図３Ａは、実施の形態の変形例２に係る弾性波装置１Ｂの断面図である。同図に示すように、弾性波装置１Ｂは、支持基板３２０と、圧電層３１０と、低音速層３３０と、高音速層３４０と、金属層３５０と、酸化物層３６０と、ＩＤＴ電極１０と、反射電極２０と、誘電膜４０と、を備える。本変形例に係る弾性波装置１Ｂは、変形例１に係る弾性波装置１Ａと比較して、金属層３５０および酸化物層３６０を備える点が異なる。よって以下では、本変形例に係る弾性波装置１Ｂについて、変形例１に係る弾性波装置１Ａと同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
　ＩＤＴ電極１０および反射電極２０のそれぞれは、圧電層３１０側から順に、第１金属層および第２金属層を有する。第１金属層は、例えばチタン（Ｔｉ）からなり、第２金属層は、例えばアルミニウム（Ａｌ）および銅（Ｃｕ）からなる。つまり、第１金属層は、例えばチタン、またはチタンを主成分とする材料を用いることができ、第２金属層は、例えばアルミニウムおよび銅、または、アルミニウムおよび銅を主成分とする材料を用いることができる。
　圧電層３１０は、その一方主面上にＩＤＴ電極１０および反射電極２０が配置される。圧電層３１０は、例えば、ニオブ酸リチウム、またはニオブ酸リチウムを主成分とする材料を用いることができる。圧電層３１０の第２オイラー角は、例えば、２０°以上４０°以下（３０°±１０°）である。
　高音速層３４０は、圧電層３１０と支持基板３２０との間に配置され、圧電層３１０を伝搬するバルク波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速となる層である。高音速層３４０は、例えば、窒化シリコン、または窒化シリコンを主成分とする材料を用いることができる。
　低音速層３３０は、圧電層３１０と高音速層３４０との間に配置され、圧電層３１０を伝搬するバルク波よりも、伝搬するバルク波の音速が低速となる層である。低音速層３３０は、例えば、酸化シリコン（例えば二酸化ケイ素）、または酸化シリコンを主成分とする材料を用いることができる。
　金属層３５０は、低音速層３３０と高音速層３４０との間に配置される。金属層３５０は、例えばアルミニウム（Ａｌ）からなる。つまり、金属層３５０は、例えばアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料を用いることができる。
　酸化物層３６０は、金属層３５０と高音速層３４０との間に配置される。酸化物層３６０は、例えば、酸化シリコン（例えば二酸化ケイ素）、または酸化シリコンを主成分とする材料を用いることができる。なお、酸化物層３６０は、弾性波装置１Ｂに含まれなくてもよい。
　圧電層３１０、低音速層３３０、高音速層３４０、金属層３５０および酸化物層３６０は、圧電性基板３０Ｂを構成する。
　支持基板３２０は、圧電性基板３０Ｂに接合され、圧電性基板３０Ｂを支持する基板である。支持基板３２０は、例えば、結晶方位が［１１１］であって第３オイラー角が７３°であるシリコン基板である。
　つまり、弾性波装置１Ｂは、ｚ軸負方向側から、支持基板３２０、高音速層３４０、酸化物層３６０、金属層３５０、低音速層３３０、圧電層３１０、およびＩＤＴ電極１０の順に配置された積層構造を有する。
　圧電性基板３０Ｂの上記積層構造によれば、圧電基板を単層で使用している従来の構造と比較して、共振周波数および反共振周波数におけるＱ値を大幅に高めることが可能となる。すなわち、Ｑ値が高い弾性波共振子を構成し得るので、当該弾性波共振子を用いて、挿入損失が小さい弾性波フィルタを構成することが可能となる。
　図３Ｂは、実施の形態の変形例１に係る弾性波装置１Ａおよび変形例２に係る弾性波装置１Ｂの共振特性を表すグラフである。また、表２に弾性波装置１Ｂの各パラメータを示す。
　表２より、規格化膜厚（Ｔ／Ｐ）は０．０４６であり、（Ｔ／Ｐ）＜０．１を満たしている。図３Ｂに示すように、弾性波装置１Ｂは、インピーダンスが極小値となる基本波の共振周波数ｆｒ１、３次高調波の共振周波数ｆｒ３、および５次高調波の共振周波数ｆｒ５を有し、インピーダンスが極大値となる基本波の反共振周波数ｆａ１、３次高調波の反共振周波数ｆａ３、および５次高調波の反共振周波数ｆａ５を有する。弾性波装置１Ｂの共振周波数ｆｒ３および反共振周波数ｆａ３は４ＧＨｚ以上であり、３次高調波のインピーダンス比は７５ｄＢ以上となっている。なお、図３Ｂでは、弾性波装置１Ａと弾性波装置１Ｂとの基本波、３次高調波および５次高調波の周波数を合わせるため、弾性波装置１Ａを構成する各層の膜厚を、表１に記載された膜厚と異ならせている。
　本変形例に係る弾性波装置１Ｂは、ＩＤＴ電極１０の規格化膜厚（Ｔ／Ｐ）が０．０４６であり、電極指デューティＤが０．８であることにより、圧電層３１０内における３次高調波の電束密度および励振強度が高められることで、４ＧＨｚ以上の３次高調波において、大きなインピーダンス比および大きな共振比帯域を有する弾性波共振子となっている。よって、高周波化および広帯域化された弾性波装置１Ｂを提供することが可能となる。
　また、本変形例に係る弾性波装置１Ｂにおいて、３次高調波のインピーダンス比は基本波のインピーダンス比よりも大きくなっている。弾性波装置１Ｂでは、金属層３５０により基本波の励振が制限され基本波の電束密度が低くなる。一方、３次高調波は低音速層３３０の下方までは到達しにくいので、金属層３５０が配置されても３次高調波の伝搬は影響されず、３次高調波の電束密度は低くならない。これにより、弾性波装置１Ｂでは、３次高調波の励振強度を維持しつつ基本波の励振強度が低くなる。よって、弾性波装置１Ｂを用いた弾性波フィルタにおいて、通過帯域の低損失および減衰帯域の高減衰を実現できる。
　［４　変形例３に係る弾性波装置１Ｃの構成］
　次に、実施の形態の変形例３に係る弾性波装置１Ｃの構成について説明する。
　図４Ａは、実施の形態の変形例３に係る弾性波装置１Ｃの断面図である。同図に示すように、弾性波装置１Ｃは、支持基板３２０と、圧電層３１０と、高音速層３４０と、酸化物層３６０と、非酸化物層３７０と、ＩＤＴ電極１０と、反射電極２０と、誘電膜４０と、を備える。本変形例に係る弾性波装置１Ｃは、実施の形態に係る弾性波装置１と比較して、高音速層３４０、酸化物層３６０および非酸化物層３７０が配置される点が異なる。よって以下では、本変形例に係る弾性波装置１Ｃについて、実施の形態に係る弾性波装置１と同じ構成については説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
　圧電層３１０は、その一方主面上にＩＤＴ電極１０および反射電極２０が配置される。圧電層３１０は、ニオブ酸リチウムからなる。つまり、圧電層３１０は、例えば、ニオブ酸リチウム、またはニオブ酸リチウムを主成分とする材料を用いることができる。圧電層３１０の第２オイラー角は、例えば、２０°以上４０°以下（３０°±１０°）である。
　圧電層３１０がニオブ酸リチウムを含むことにより、弾性波装置１Ｃの電気機械結合係数ｋ２を大きくできるので、弾性波装置１Ｃを用いて広帯域かつ低損失な弾性波フィルタを形成できる。また、圧電層３１０が上記の第２オイラー角範囲を有することにより、３次高調波を効率よく励振することが可能となる。
　高音速層３４０は、圧電層３１０と支持基板３２０との間に配置され、圧電層３１０を伝搬するバルク波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速となる層である。本変形例において、高音速層３４０は、低音速層３３０を介さずに圧電層３１０に接合されている。高音速層３４０は、例えば、窒化シリコン、または窒化シリコンを主成分とする材料を用いることができる。
　酸化物層３６０は、高音速層３４０と支持基板３２０との間に配置される。酸化物層３６０は、例えば、酸化シリコン（例えば二酸化ケイ素）、または酸化シリコンを主成分とする材料を用いることができる。なお、酸化物層３６０は、弾性波装置１Ｃに含まれなくてもよい。
　非酸化物層３７０は、酸化物層３６０と支持基板３２０との間に配置される。非酸化物層３７０は、例えば、窒化シリコン、または窒化シリコンを主成分とする材料を用いることができる。なお、非酸化物層３７０は、弾性波装置１Ｃに含まれなくてもよい。
　圧電層３１０、高音速層３４０、酸化物層３６０および非酸化物層３７０は、圧電性基板３０Ｃを構成する。
　支持基板３２０は、圧電性基板３０Ｃに接合され、圧電性基板３０Ｃを支持する基板である。支持基板３２０は、例えば、結晶方位が［１１１］であって第３オイラー角が７３°であるシリコン基板である。
　つまり、弾性波装置１Ｃは、ｚ軸負方向側から、支持基板３２０、非酸化物層３７０、酸化物層３６０、高音速層３４０、圧電層３１０、およびＩＤＴ電極１０の順に配置された積層構造を有する。
　圧電性基板３０Ｃの上記積層構造によれば、圧電基板を単層で使用している従来の構造と比較して、共振周波数および反共振周波数におけるＱ値を大幅に高めることが可能となる。すなわち、Ｑ値が高い弾性波共振子を構成し得るので、当該弾性波共振子を用いて、挿入損失が小さい弾性波フィルタを構成することが可能となる。
　表３に弾性波装置１Ｃの各パラメータを示す。
　表３より、規格化膜厚（Ｔ／Ｐ）は０．０５６である。３次高調波の波長は基本波の波長の１／３であるため、ＩＤＴ電極１０の膜厚Ｔが大きいと、３次高調波がＩＤＴ電極１０で吸収され、圧電層３１０内における３次高調波の電束密度が低下してしまう。これに対して、規格化膜厚（Ｔ／Ｐ）を０．０５６とすることで、圧電層３１０内における３次高調波の電束密度および励振強度を高めることが可能となる。
　図４Ｂは、弾性波装置の電極指デューティＤと３次高調波のインピーダンス比との関係を表すグラフである。なお、図４Ｂには、表３に示されたパラメータのうち電極指デューティＤを除くパラメータを有する弾性波装置についての、電極指デューティＤと３次高調波のインピーダンス比との関係が示されている。同図に示すように、電極指デューティＤが大きくなるほど３次高調波のインピーダンス比が増加する。これより、弾性波装置１Ｃにおいて、３次高調波のインピーダンス比が４０ｄＢ以上となるのは、電極指デューティＤが０．６５以上であることが解る。またさらに、弾性波装置１Ｃにおいて、３次高調波のインピーダンス比が６０ｄＢ以上となるのは、電極指デューティＤが０．７０以上であることが解る。
　また、図４Ｃは、弾性波装置の規格化膜厚（Ｔ／Ｐ）と３次高調波のインピーダンス比との関係を表すグラフである。なお、図４Ｃには、表３に示されたパラメータのうちＩＤＴ電極１０の膜厚Ｔを除くパラメータを有する弾性波装置についての、規格化膜厚（Ｔ／Ｐ）と３次高調波のインピーダンス比との関係が示されている。同図に示すように、規格化膜厚（Ｔ／Ｐ）が小さくなるほど３次高調波のインピーダンス比が増加する。これより、弾性波装置１Ｃにおいて、３次高調波におけるインピーダンス比が４０ｄＢ以上となるのは、規格化膜厚（Ｔ／Ｐ）が０．１未満であることが解る。またさらに、弾性波装置１Ｃにおいて、３次高調波のインピーダンス比が６０ｄＢ以上となるのは、規格化膜厚（Ｔ／Ｐ）が０．０７未満であることが解る。
　つまり、圧電層３１０がニオブ酸リチウムからなり、規格化膜厚（Ｔ／Ｐ）が０．１未満であることにより、高周波化および広帯域化された弾性波装置１Ｃおよび弾性波装置１Ｃを用いた弾性波フィルタを提供することが可能となる。
　また、弾性波装置１Ｃにおいて、圧電層３１０がニオブ酸リチウムからなり、規格化膜厚（Ｔ／Ｐ）が０．０７未満であることが望ましい。これによれば、より高周波化および広帯域化された弾性波装置および弾性波装置を用いた弾性波フィルタを提供することが可能となる。
　また、弾性波装置１Ｃでは、圧電層３１０は、低音速層を介さずに高音速層３４０と接合されているので、低音速層が配置されていないことで３次高調波よりも長波長である基本波の励振が制限され基本波の電束密度が低くなる。一方、３次高調波は圧電層３１０の下方までは到達しにくいので、低音速層がなくても３次高調波の電束密度は低くならない。これにより、弾性波装置１Ｃでは、３次高調波の励振強度を維持しつつ基本波の励振強度を低減できる。
　また、本変形例に係る弾性波装置１Ｃにおいて、ＩＤＴ電極１０の電極指デューティＤは０．６５以上かつ０．９０以下である。電極指デューティＤが０．６５以上であることにより、隣り合う電極指間で基本波よりも短波長の３次高調波が結合し易くなり３次高調波の励振強度を高めることが可能となる。また、電極指デューティＤが０．９以下であることにより、弾性波装置１Ｃの製造工程において、ＩＤＴ電極１０の電極指間のスペースを精度よく作製できる。
　また、弾性波装置１Ｃにおいて、電極指デューティＤは０．７０以上かつ０．９０以下であることが望ましい。これによれば、より高周波化および広帯域化された弾性波装置および弾性波装置を用いた弾性波フィルタを提供することが可能となる。
　なお、本変形例に係る弾性波装置１Ｃにおいて、高音速層３４０と圧電層３１０との間に、高音速層３４０および圧電層３１０よりもヤング率の低い密着層が配置されてもよい。密着層は、例えば、酸化シリコン（例えば二酸化ケイ素）、または酸化シリコンを主成分とする材料を用いることができる。密着層の厚さは、５０ｎｍ以下である。
　高音速層３４０は硬いため、圧電層３１０と接合されると、圧電層３１０に強い応力がかかり高音速層３４０から圧電層３１０が剥がれるおそれがある。これに対して、上記の密着層が配置されることにより、圧電層３１０が高音速層３４０から剥がれることを回避できる。
　［５　効果など］
　以上のように、実施の形態に係る弾性波装置１および変形例１～３に係る弾性波装置１Ａ～１Ｃは、支持基板３２０と、支持基板３２０に接合された圧電性基板と、圧電性基板に配置されたＩＤＴ電極１０と、を備え、上記圧電性基板は、ニオブ酸リチウムからなる圧電層３１０を含み、ＩＤＴ電極１０の膜厚をＴ、ＩＤＴ電極１０の電極指ピッチをＰとした場合、Ｔ／Ｐは０．１未満である。
　これによれば、圧電層３１０がニオブ酸リチウムからなることで弾性波装置およびそれを用いた弾性波フィルタを広帯域化でき、かつ、規格化膜厚（Ｔ／Ｐ）が０．１未満であることで奇数次高調波を効率的に利用できるので、弾性波装置およびそれを用いた弾性波フィルタを高周波化できる。よって、高周波化および広帯域化された弾性波装置１および１Ａ～１Ｃを提供できる。
　また例えば、弾性波装置１および１Ａ～１Ｃにおいて、ＩＤＴ電極１０の電極指デューティＤは０．６５以上かつ０．９０以下である。
　これによれば、電極指デューティＤが０．６５以上であることにより、３次高調波の励振強度を高めることが可能となる。また、電極指デューティＤが０．９以下であることにより、弾性波装置の製造工程において、ＩＤＴ電極１０の電極指間のスペースを精度よく作製できる。
　また例えば、弾性波装置１および１Ａ～１Ｃにおいて、支持基板３２０は、非酸化物材料からなる。
　また例えば、弾性波装置１において、支持基板３２０は、圧電層３１０を伝搬するバルク波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速である。
　これによれば、圧電層３１０を伝搬する弾性波が支持基板３２０側へ漏洩することを抑制できる。
　また例えば、弾性波装置１および１Ａ～１Ｃにおいて、支持基板３２０は、シリコンまたは炭化シリコンを含む。
　これによれば、弾性波装置１および１Ａ～１Ｃの放熱性を高めることができる。
　また例えば、弾性波装置１および１Ａ～１Ｃにおいて、圧電層３１０の厚さは、０．０５μｍ以上かつ０．５μｍ以下である。
　これによれば、３次高調波を効率よく励振することが可能となる。
　また例えば、弾性波装置１および１Ａ～１Ｃにおいて、圧電層３１０の第２オイラー角は、２０°以上４０°以下である。
　これによれば、３次高調波を効率よく励振することが可能となる。
　また例えば、変形例１に係る弾性波装置１Ａにおいて、圧電性基板３０は、さらに、圧電層３１０と支持基板３２０との間に配置され、圧電層３１０を伝搬するバルク波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速である高音速層３４０と、圧電層３１０と高音速層３４０との間に配置され、圧電層３１０を伝搬するバルク波よりも、伝搬するバルク波の音速が低速である低音速層３３０と、を含む。
　これによれば、圧電基板を単層で使用している従来の構造と比較して、共振周波数および反共振周波数におけるＱ値を高めることが可能となる。すなわち、Ｑ値が高い弾性波共振子を構成し得るので、当該弾性波装置１Ａを用いて挿入損失が小さい弾性波フィルタを構成することが可能となる。
　また例えば、弾性波装置１Ａにおいて、高音速層３４０は窒化シリコンを含み、低音速層３３０は酸化シリコンを含む。
　また例えば、変形例２に係る弾性波装置１Ｂにおいて、圧電性基板３０Ｂは、さらに、低音速層３３０と高音速層３４０との間に配置された金属層３５０を含む。
　これによれば、金属層３５０により基本波の励振が制限され基本波の電束密度が低くなる。一方、３次高調波は低音速層３３０の下方までは到達しにくいので、金属層３５０が配置されても３次高調波の伝搬は影響されず、３次高調波の電束密度は低くならない。これにより、弾性波装置１Ｂでは、３次高調波の励振強度を維持しつつ基本波の励振強度を低くできる。よって、弾性波装置１Ｂを用いた弾性波フィルタにおいて、通過帯域の低損失および減衰帯域の高減衰を実現できる。
　また例えば、弾性波装置１Ｂにおいて、金属層３５０はアルミニウムからなる。
　また例えば、変形例３に係る弾性波装置１Ｃにおいて、圧電性基板３０Ｃは、さらに、圧電層３１０と支持基板３２０との間に配置され、圧電層３１０を伝搬するバルク波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速である高音速層３４０、を含む。
　これによれば、圧電層３１０は、低音速層を介さずに高音速層３４０と接合されるので、低音速層が配置されていないことで３次高調波よりも長波長である基本波の励振が制限され基本波の電束密度が低くなる。一方、３次高調波は圧電層３１０の下方までは到達しにくいので、低音速層がなくても３次高調波の電束密度は低くならない。これにより、弾性波装置１Ｃでは、３次高調波の励振強度を維持しつつ基本波の励振強度を低減できる。
　また例えば、弾性波装置１Ｃにおいて、高音速層３４０は窒化シリコンを含む。
　また例えば、弾性波装置１Ｃにおいて、圧電性基板３０Ｃは、さらに、圧電層３１０と高音速層３４０との間に配置され、圧電層３１０および高音速層３４０よりもヤング率の低い密着層を含む。
　これによれば、圧電層３１０が高音速層３４０から剥がれることを回避できる。
　また例えば、弾性波装置１Ｃにおいて、密着層は酸化シリコンを含み、密着層の厚さは５０ｎｍ以下である。
　これによれば、密着層は薄いので、基本波および３次高調波の伝搬特性に影響することなく、圧電層３１０が高音速層３４０から剥がれることを回避できる。
　また、実施の形態に係る弾性波フィルタは、弾性波装置１および１Ａ～１Ｃのいずれかを備え、弾性波装置１および１Ａ～１Ｃのいずれかの奇数次高調波の周波数を通過帯域に含む。
　これによれば、高周波化および広帯域化された、低損失および高減衰の弾性波フィルタを提供できる。
　（その他の実施の形態）
　以上、本発明に係る弾性波装置および弾性波フィルタについて、実施の形態および変形例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態および変形例に限定されるものではない。上記実施の形態および変形例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態および変形例に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。
　例えば、上記実施の形態および変形例では、奇数次高調波のうちの３次高調波を利用する弾性波装置１および１Ａ～１Ｃを開示したが、本発明に係る弾性波装置および弾性波フィルタは、３次高調波だけでなく、３次高調波よりも高周波側に位置する奇数次高調波を利用する弾性波装置および弾性波フィルタにも適用される。
　以下に、上記実施の形態および変形例に基づいて説明した弾性波装置および弾性波フィルタの特徴を示す。
　＜１＞
　支持基板と、
　前記支持基板に接合された圧電性基板と、
　前記圧電性基板に配置されたＩＤＴ電極と、を備え、
　前記圧電性基板は、ニオブ酸リチウムからなる圧電層を含み、
　前記ＩＤＴ電極の膜厚をＴ、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチをＰとした場合、
　Ｔ／Ｐは０．１未満である、弾性波装置。
　＜２＞
　前記ＩＤＴ電極の電極指デューティは０．６５以上かつ０．９０以下である、＜１＞に記載の弾性波装置。
　＜３＞
　前記支持基板は、非酸化物材料からなる、＜１＞または＜２＞に記載の弾性波装置。
　＜４＞
　前記支持基板は、前記圧電層を伝搬するバルク波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速である、＜１＞～＜３＞のいずれかに記載の弾性波装置。
　＜５＞
　前記支持基板は、シリコンまたは炭化シリコンを含む、＜１＞～＜４＞のいずれかに記載の弾性波装置。
　＜６＞
　前記圧電層の厚さは、０．０５μｍ以上かつ０．５μｍ以下である、＜１＞～＜５＞のいずれかに記載の弾性波装置。
　＜７＞
　前記圧電層の第２オイラー角は、２０°以上４０°以下である、＜１＞～＜６＞のいずれかに記載の弾性波装置。
　＜８＞
　前記圧電性基板は、さらに、
　前記圧電層と前記支持基板との間に配置され、前記圧電層を伝搬するバルク波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速である高音速層と、
　前記圧電層と前記高音速層との間に配置され、前記圧電層を伝搬するバルク波よりも、伝搬するバルク波の音速が低速である低音速層と、を含む、＜１＞～＜７＞のいずれかに記載の弾性波装置。
　＜９＞
　前記高音速層は、窒化シリコンを含み、
　前記低音速層は、酸化シリコンを含む、＜８＞に記載の弾性波装置。
　＜１０＞
　前記圧電性基板は、さらに、
　前記低音速層と前記高音速層との間に配置された金属層を含む、＜８＞または＜９＞に記載の弾性波装置。
　＜１１＞
　前記金属層は、アルミニウムからなる、＜１０＞に記載の弾性波装置。
　＜１２＞
　前記圧電性基板は、さらに、
　前記圧電層と前記支持基板との間に配置され、前記圧電層を伝搬するバルク波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速である高音速層、を含む、＜１＞～＜７＞のいずれかに記載の弾性波装置。
　＜１３＞
　前記高音速層は、窒化シリコンを含む、＜１２＞に記載の弾性波装置。
　＜１４＞
　前記圧電性基板は、さらに、
　前記圧電層と前記高音速層との間に配置され、前記圧電層および前記高音速層よりもヤング率の低い密着層を含む、＜１２＞または＜１３＞に記載の弾性波装置。
　＜１５＞
　前記密着層は、酸化シリコンを含み、
　前記密着層の厚さは、５０ｎｍ以下である、＜１４＞に記載の弾性波装置。
　＜１６＞
　＜１＞～＜１５＞のいずれかに記載の弾性波装置を備え、
　前記弾性波装置の奇数次高調波の周波数を通過帯域に含む、弾性波フィルタ。
　本発明は、フロントエンド部に配置される弾性波装置および弾性波フィルタとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
　１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ　　弾性波装置
　１０　　ＩＤＴ電極
　１１ａ、１１ｂ　　電極指
　１２ａ、１２ｂ　　バスバー電極
　２０　　反射電極
　３０、３０Ｂ、３０Ｃ　　圧電性基板
　４０　　誘電膜
　３１０　　圧電層
　３２０　　支持基板
　３３０　　低音速層
　３４０　　高音速層
　３５０　　金属層
　３６０　　酸化物層
　３７０　　非酸化物層

Claims (16)

  1. 　支持基板と、
    　前記支持基板に接合された圧電性基板と、
    　前記圧電性基板に配置されたＩＤＴ（InterDigital Transducer）電極と、を備え、
    　前記圧電性基板は、ニオブ酸リチウムからなる圧電層を含み、
    　前記ＩＤＴ電極の膜厚をＴ、前記ＩＤＴ電極の電極指ピッチをＰとした場合、
    　Ｔ／Ｐは０．１未満である、
    　弾性波装置。
  2. 　前記ＩＤＴ電極の電極指デューティは０．６５以上かつ０．９０以下である、
    　請求項１に記載の弾性波装置。
  3. 　前記支持基板は、非酸化物材料からなる、
    　請求項１または２に記載の弾性波装置。
  4. 　前記支持基板は、前記圧電層を伝搬するバルク波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速である、
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  5. 　前記支持基板は、シリコンまたは炭化シリコンを含む、
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  6. 　前記圧電層の厚さは、０．０５μｍ以上かつ０．５μｍ以下である、
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  7. 　前記圧電層の第２オイラー角は、２０°以上４０°以下である、
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  8. 　前記圧電性基板は、さらに、
    　前記圧電層と前記支持基板との間に配置され、前記圧電層を伝搬するバルク波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速である高音速層と、
    　前記圧電層と前記高音速層との間に配置され、前記圧電層を伝搬するバルク波よりも、伝搬するバルク波の音速が低速である低音速層と、を含む、
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  9. 　前記高音速層は、窒化シリコンを含み、
    　前記低音速層は、酸化シリコンを含む、
    　請求項８に記載の弾性波装置。
  10. 　前記圧電性基板は、さらに、
    　前記低音速層と前記高音速層との間に配置された金属層を含む、
    　請求項８または９に記載の弾性波装置。
  11. 　前記金属層は、アルミニウムからなる、
    　請求項１０に記載の弾性波装置。
  12. 　前記圧電性基板は、さらに、
    　前記圧電層と前記支持基板との間に配置され、前記圧電層を伝搬するバルク波よりも、伝搬するバルク波の音速が高速である高音速層、を含む、
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の弾性波装置。
  13. 　前記高音速層は、窒化シリコンを含む、
    　請求項１２に記載の弾性波装置。
  14. 　前記圧電性基板は、さらに、
    　前記圧電層と前記高音速層との間に配置され、前記圧電層および前記高音速層よりもヤング率の低い密着層を含む、
    　請求項１２または１３に記載の弾性波装置。
  15. 　前記密着層は、酸化シリコンを含み、
    　前記密着層の厚さは、５０ｎｍ以下である、
    　請求項１４に記載の弾性波装置。
  16. 　請求項１～１５のいずれか１項に記載の弾性波装置を備え、
    　前記弾性波装置の奇数次高調波の周波数を通過帯域に含む、
    　弾性波フィルタ。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012086639A1 (ja) * 2010-12-24 2012-06-28 株式会社村田製作所 弾性波装置及びその製造方法
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